室内甲醛污染研究现状
DNA一蛋白质的交联 实验证明,暴露于甲醛环境下者 DNA一蛋白质交联发生率明显增多.并随接触时间的延 长表现为增多趋势 在低剂量条件下.黏膜细胞的 纤毛以及谷胱甘肽能对抗甲醛的致癌效应.从而使甲 醛的致癌效应表现为非线形剂量效应关系。 2,6神经系统的影响 甲醛属于神经毒物 J。试验表明.它可以引起神 经系统的变性坏死,DNA、RNA合成减少 工作人员通 过对长期从事解剖工作人员的研究发现,其记忆力、灵 敏度、平衡功能、协调功能等均出现不同程度的降低。 长期接触甲醛者,可以发生不同程度的头痛、记忆力减 退和眨眼障碍等症状 J。 3甲醛的性质及来源 3.1甲醛的性喷 甲醛是最简单、最常见的醛类物质。在常温中呈 无色,带有刺激性嗅味。沸点为一2l℃,熔点为一92℃ 的气体,其40%的水溶液俗称福尔马林,溶液的沸点为 l9℃,室温时极易挥发是常用的组织防腐剂,可用做消 毒剂。 3.2室内空气中甲醛的来源 室内空气中的甲醛来源主要有以下几个方面: 3.2.1 用作室内装饰的胶合板、细工木板、中密度纤维 板和刨花板等人造板材 因为甲醛具有较强的粘合性,还具有加强板材的 硬度及防虫、防腐的功能,所以目前生产人造板使用的 胶粘剂以甲醛为主要成分的脲醛树脂,板材中残留的 和未参与反应的甲醛会逐渐向周围环境释放,是形成 室内空气中甲醛的主体。 3.2.2用人造板制造的家具 2002年7月5日北京市技术监督局投诉中心发布 了6月份产品质量投诉报告,由于家具释放甲醛超标 的质量投诉成为消费者的投诉热点,跃居当月申诉产 品的首位。现今,家具造成的室内环境污染问题已经 成为继建筑、装饰污染之后的第三大室内环境污染源。 家具产品造成室内甲醛污染的主要原因有以下几点: 第一,制造家具所使用的人造板材料甲醛含量超标。 第二,木材料制品中大量使用粘胶剂,造成甲醛释放量 超标。第三,使用含有甲醛的胶粘剂覆贴表面装饰材 料,也可造成甲醛释放量超标。第四,家具产品制造 中,未按标准进行封边处理。第五,使用的纺织材料中 含有甲醛整理剂。 3.2.3铺设地毯也是甲醛污染源 众所周知地毯在使用时会对室内空气造成不良的 影响,尤其是化纤地毯可向空气中释放甲醛以及其他 一些有机化合物质,此外地毯还有另一种危害是其吸 附能力很强,能吸附甲醛、灰尘以及病原微生物,使其 长时间的停留在室内。国外的一位学者发现室内铺设 地毯与居民癌瘤的发生有一定的关系,后经证实这主 要是与地毯吸附了由胶底鞋带入的致癌物质有关。此 2()()8年筇2期 外一些化纤纺织物型壁纸电可择放甲醛并吸附 他室 内污染物 3.2.4其他 台有甲醛成分并有可能向外界散发的其他各类装 饰材料,比如贴墙布、贴墙纸、化纤地毯、泡沫塑料、除 臭剂、消毒剂、防腐剂、烟草烟零、书刊、油漆和涂料等; 燃料燃烧时可能有甲醛产生,厨房在使用煤炉和液化 石油气时.甲醛的浓度可达0.4mg/m 以上,其浓度的 变化与炊事时间有关。 3.2.5来自室外的污染 工业生产大量甲醛.全球产量约350万吨/年;汽车 尾气的排放是室外甲醛污染的另一来源,可以通过住 宅通风口进入室内。 4 甲醛污染去除的研究现状 早在20世纪70年代,一些发达国家就提出了“致 病建筑物综合症”或“不良建筑物综合症”,从此人们开 始注意并研究室内甲醛污染治理措施。特别是近几年 来国内外诸多学者对此进行了研究。目前室内甲醛污 染治理方法主要有:臭氧氧化法、吸附法、光催化氧化 法和金属氧化物法。 4.1臭氧氧化法 臭氧氧化是最早开始研究的治理室内甲醛污染的 方法:它是利用臭氧(0 )的强氧化性将甲醛氧化为CO2 和H,0。研究证明,0 对室内空气中其他污染物去除 效果较好,但对甲醛的去除效果不明显,原因可能是: 一方面0 与甲醛的化学反应速度很慢,25℃时其速率 常数<2.1 x 10 enl /(mol・s);另一方面,01与室内空 气中其他有机物发生反应时可能再新生成甲醛。 4.2吸附法 吸附分为物理吸附和化学吸附。物理吸附靠分子 间力,无选择性,不稳定,易脱附;化学吸附是吸附质和 吸附剂之间形成新化学键,有选择性稳定,不易脱附。 吸附法治理室内甲醛污染主要靠化学吸附,因此,吸附 剂(如活性炭、沸石和多孔粘土矿石等)不仅需要有较 大的比表面积和适宜的孔径分布。表面官能团种类也 十分重要,目前用于吸附甲醛的炭吸附材料的改性方 法和改性后的特征主要如下: (1)活性炭原料放在氯化锌(ZnCI )溶液中浸泡、烘 干后,在氮气气氛中活化,得到的活性炭中亲水基团 0一H、C=0、C一0明显增加。此种活性炭吸附甲醛量 比普通活性炭大1~2倍。 (2)用氧化剂将活性炭表面进行氧化,常用的氧化 剂是30%双氧水(H2 O1)和65%硝酸(HNO3)其中,用 30%H,o2化的活性炭纤维表面极 基团明显增加,吸 附甲醛效果好于用650%HNO 氧化的活性炭纤维。这 可能是因为30%H 0 的氧化性较小。在增加表面极性 基团的同时把纤维的轴向纹理和沟槽等结构能保存下 来。 (3)在氮气气氛中热处理活性炭。热处理后的活 维普资讯 http://www.cqvip.com
2008年6月 室内甲醛污染研究现状 33 性炭的比表面积略有下降.微孔更加集中.含氧官能团 羰基和羧基变化不大,而呈碱性的酚羟基明显下降而 使活性炭表面碱性基团降低。实验证明_】…,经450ff2恒 温0.5h的活性炭对甲醛的去除效果最好为900mL/g 属氧化物中MnO,和甲醛有最高的反应性.能将室内的 甲醛浓度从0.33mg/m 降到0 049mg/m 。主要生成物 是CO,,且反应过程中没有有害的副反应气体CO和甲 酸(HCOOH)生成。 改性后的活性炭的吸附甲醛能力明显提高,但用 Sekine在研究中是将粒度<3001l‘n1的活性炭和粒 度<10nm的MnO,混匀后用树脂将其粘结在透气纤维 布上,多层这种纤维布压成厚度2mm的薄层,然后将其 于室内甲醛的治理还远远不够,有待进一步改进,使其 有足够大的比表面积接触甲醛,并增加内外表面的极 性基园。 4.3光催化氧化法 Tio1足一种N型半导体,它最突出的特征是它具 有光敏导电性。带隙能为3.2eV,相当于波长为387. 5nm光子的能量。当TiO,受到波长<387.5rim的紫外 光照射时,价带上的电子跃迁到导带上,形成窄穴和光 激电子,此时空气中地氧气和水蒸气与之作用便形成 了高活性地氧化表面吸附物质的自由基0和OH,从而 将甲醛等有机物分子降解为CO2和H2O等无机小分子 物质。 有些学者用光催化氧化法进行治理室内空气污染 物(包括HCHO、CO、No2)的研究,有更多学者研究用此 方法治理室内空气中的甲醛,其主要材料都是Tjo,和 活性炭纤维(或分子筛等)的混合物,这种混合物主要 是靠多孔材料的吸附和富集功能使催化剂周围污染物 浓度更高,催化反应的速度更快。研究发现,光催化剂 (),以活性炭纤维作载体,在波长254nm的紫外光下 对甲醛进行吸附和光催化氧化,可以达到96%的去除 率;催化剂对水的吸附未达到饱和前,增大水分子含 ]一 醛j_ =一 撒~鸯量工黼1村二 液■_寸■ 林■量,甲醛去除率提高,而达到饱和后。增大水分子含 量,甲醛去除率反而降低;活性炭纤维和Ti(),之比为1: 0.5时甲醛去除率最大。光催化氧化法只能利用太阳 光、荧光灯中含有的紫外光源,从太阳光的利用效率看 氮 气 存在半导体载流子的复合率高,量子化效率低,半导体 的光吸收波长范围窄(主要在紫外区),以及利用太阳 光的比例(只占5%)低等缺陷。此外,光催化氧化法选 择性较差,低浓度时反应速率慢l1 。 4.4金属氧化物法 金属氧化物表面一般有表面羟基等各种吸附质。 常温大气中通常金属氧化物表面吸附有水多数情况下 最终解离生成羟基,表面羟基作为酸或者碱在吸附和 催化反应中具有重要作用,此外还能发生各种表面反 应。金属氧化物中有两种键型:一种是M一 M型, 另一种是M=O型。二氧化锰(r ̄I, ̄O2)等不含M=O链 的化合物是深度氧化的催化剂,有资料表明Mn(),在酸 性条什下氧化性最强【 ]。 目前的报道中只有日本2,ekine等用一定比例活性 炭和金属氧化物(主要是过渡金属氧化物)的混合物在 常温常压无光的条件下进行了治理室内甲醛的研究。 他在研究中发现氧化钻(CoO)、MnO,、TiO,等对甲醛去 除率都超过了50%,而氧化锌(ZnO)、五氧化二钒 (V2 o5)等与甲醛没有反应。在研究中还发现在所有金 放在反应容器里,反应装置如图1所示lJ引。 纤维布和 金属氧化物 图1 金属氧化物法去除甲醛的反应装置 4.5空气负离子技术 该技术主要选用具有明显的热电效应的稀有矿物 石为原料,加入到墙体材料中,在与空气接触中,电离 空气及空气中的水分,产生负离子;可发生极化,并向 外放电,起到净化室内空气的作用。市场中销售的“绿 诺空气离子宝”属于这种产品。稀土激活电气石可净 化甲醛95%以上,其把负离子技术和物理吸附、化学吸 附技术集于一身。负离子技术也可应用到建材上,如 负离子涂料,其能够持续释放的负离子与室内污染源 持续释放的有害气体(正离子)不断中和、降解,可长期 起到去除甲醛的作用。冯艳文等应用天然矿物的改性 活化技术和纳米稀土激活技术研制的健康环保型建筑 内墙涂料,不仅具有较为优越的常规性能,还集无污 染、抗菌、防霉、辐射远红外线、释放负离子等对人体健 康有益的功能于一身。该涂料只需在可见光激发下便 可产生大量的负离子,使室内负离子数增加200 400 个/cm3[14]。 4.6材料封闭技术 对于各种人造板中的甲醛,专家们研制出了一种 封闭材料,称作甲醛封闭剂,用于家具和人造板材内的 甲醛气体封闭。目前出现在我国市场上的美嘉保护 盾,具有封闭甲醛的作用,可涂刷于未经油漆处理的家 具内壁板和人造板,以减少各种人造板中的甲醛释放 量,但其治标不治本_】 。 参考文献 [1]范东晖.盘点室内空气污染的原凶.中国检验检疫. 2004年第5期. [2]徐洪波,魏卓立,郭立新.室内空气污染对人体健康 的危害及预防.环境保护科学.2005年第3l卷总第 131期. ■溶马垂 维普资讯 http://www.cqvip.com 34 江 西 化 工 2008年第2期 [3 j Mizuki M.Tsuda T.Retali,mship I】elⅥeen alopic factors [9]白志鹏,韩畅,袭著革.室内空气污染与防治[M].北 anti physk al sympt,inls induced by gaseous fi ̄rmaldehyde 京:化学工业出版社.2006.15—17. exposure during an anatomy dissection course【J].Areru— 【l0]胡将军,李英柳,彭卫华.吸附一光催化氧化净化 gi,2001,50(1):2l一28. 甲醛废气的试验研究【J].化学与生物工程,2()o4 [4]易建华,张敬华,高字香.甲醛对小鼠精子毒作用实 (1):39—41. 验[J].工业卫生与职业痫2000,26(5):263—264. [11]谷5国华.气相光催化降解甲醛和苯的研究.硕士学 [5 j Yu PH.Deaminalion of methylamine and angiopalhy;toxic— 位论文.2003. ity of formaldehyde,oxidative stress and relevance to pro— [12 J U.S.Department.of Labor 2002.Formaldehyde.Oceupa— lein glyeoxidation in diabetes[J j.J Neural Transm Suppl, tional Safety and Health Administration. 1998.52:20l一2l6. [13]王文超,周仕学,姜瑶瑶,杨敏建.室内甲醛污染治 [6]杨振洲,蔡同建等.室内甲醛的危害及其预防.《中 理技术的研究进展,山东科技大学化学与环境工 国公共卫生)2003年第l9卷第6期. 程学院.2006.29(9). [7 J ShahamJ,BomsteinY,et1a.DNA—protein crosslinks,a 【14 j Michael Durand.Indoor air Pollution caused by geother— biomarker of exosure Io formaldehydeinvitro and in vivo mal gases.Building and Environment 41(2006)1607一 studies【J].Carcin0genesis.1996,17(1):121—125. l6lO. 【8]刘金玲,崔毅,等.甲醛职业暴露与胃癌关系的回顾 [15]A.P.Jones.Indoor air quality and health.Atmsphefic En 性队列研究[J].中国慢性病预防与控制,1998,694: vlornment 33(1999)4535—4564. 175—176. The Research Present Situation of Indoor Formaldehyde Pollution Liu Wei (Ji’an City Environmental Monitoring Station,Ji’ixn,3430oo) Abstract:This paper has summarized the the health effects of the human body from the formaldehyde—one of the indoor air pollu— tants,and elaborate the source of formaldehyde of indoor.And made the methods of formaldehyde pollution contro1. Keyword:Formaldehyde health origin government
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容